硼硅酸盐生物活性玻璃在直流电场下的体外矿化性能

作     者：朱子旻 张敏慧 张轩宇 姚爱华 林健 王德平 ZHU Zimin;ZHANG Minhui;ZHANG Xuanyu;YAO Aihua;LIN Jian;WANG Deping

作者机构：同济大学材料科学与工程学院上海201804 同济大学教育部土木工程先进材料重点实验室上海200092 

出 版 物：《无机材料学报》 (Journal of Inorganic Materials)

年 卷 期：2021年第36卷第9期

页      面：1006-1012页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：National Key Research and Development Projects(2018YFC1106300) National Natural Science Foundation of China(51972232) 

主　　题：硼硅酸盐生物活性玻璃 直流电场 矿化性能 

摘      要：硼硅酸盐生物活性玻璃具有良好的生物活性和骨传导性,但大多数生物活性玻璃表现出非线性降解和矿化行为,矿化性能会随着时间而减缓。电场作为一种外场辅助调节的方法,能够干预玻璃的离子交换和扩散。本研究利用直流电场干预硼硅酸盐生物活性玻璃的体外矿化,加快降解较慢阶段中硼硅酸盐生物玻璃的生物活性。将熔融法制备的成分为18SiO_(2)-6Na_(2)O-8K_(2)O-8MgO-22CaO-2P_(2)O_(5)-36B_(2)O_(3)的硼硅酸盐生物活性玻璃浸泡在SBF生理模拟液中,施加0~90 mA的电流,研究直流电场对硼硅酸盐生物玻璃降解及体外矿化性能的影响。研究结果表明,施加电场不仅可以提高硼硅酸盐生物活性玻璃的降解率和离子释放量,而且有利于玻璃网络水解和表面羟基化,加速羟基磷灰石的生成。其中失重率比对照组提高了3%~5%,硼和钙的离子释放量分别较对照组提高了2.3~2.9倍和1.9~2.3倍。对硼硅酸盐生物活性玻璃表面结构分析得出,暴露在电场下的样品表面生成了磷灰石层。应用直流电场可以提高生物活性玻璃的降解及体外矿化性能,为提升骨修复效果提供了一种新思路。